CC BY
106. Bowen S.E., Wiley J.L., Balster R.L. // Eur.J. Pharmacol. — 1996. — №312. — P.131—136.
7. Yoshimasu K., Barbaresi W. J., Colligan R. C. et al. // Pediatrics. — 2010. — №126(4). — P. 788-795.
8. GMlan H. M, Huleihel M. // Dev. Sci. — 2006. — №.9(4). — P. 38-49.
9. Hillesfors-Berglund M., Liu Y., von Euler G. // Toxicol. — 1995. — №100. — Р. 185-194.
10. Riegel A.C. // Pharmacol. Biochem. Behav. — 1999. — №62. — P.399-402.
11. Sandman C. A., Davis E. P., Buss C., Glynn L.M. // I.J. of Peptides. — 2011. — №1. — P.9.
12. Schaumburg H.H., Spencer P.S. Toluene. Experimental and Clinical Neurotoxicology. New York: Oxford University
Press, 2000. — P. — 1183-1189.
13. Wilson J.D., George F.W., Griffin J.E. // Science. — 1981. — Vol.211. — №4488. — P. 1278-1284.
Поступила 06.03.2014
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Вокина Вера Александровна,
мл. науч. сотр. ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, канд. биол. наук. E-mail: [email protected].
Соседова Лариса Михайловна,
зав. лаб. токсикологии ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, д-р мед. наук, проф. E-mail: [email protected].
Рукавишников Виктор Степанович,
директор ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, член-корр. РАМН, E-mail: [email protected].
Якимова Наталья Леонидовна,
науч. сотр. ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, канд. биол. наук. E-mail: tox_ lab@mail .ru.
Лизарев Александр Викторович,
ст. науч. сотр. ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, канд. мед. наук. E-mail: tox_ lab@mail .ru.
УДК 577.1:616-001.34
Г.М. Бодиенкова, С.И.Курчевенко
РОЛЬ НЕЙРОТРОФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ФОРМИРОВАНИИ ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНИ
ФГБУ «Восточно-Сибирский научный центр экологии человека» СО РАМН, Ангарск
Исследованы сывороточные концентрации нейротрофических факторов (нейротрофиче-ский фактор головного мозга — BDNF и цилиарный (глиальный) нейротрофический фактор — CNTF) у рабочих виброопасных профессий (стажированные работники без признаков нарушения здоровья от воздействия вибрации, пациенты с профессиональной полинейропатией конечностей и пациенты с вибрационной болезнью). Установлено, что воздействие производственной вибрации приводит к возрастанию концентрации BDNF и CNTF в сыворотке крови во всех обследуемых группах. Возрастание концентрации нейротрофических факторов на ранних стадиях формирования патологии свидетельствует об их протективном действии, включении компенсаторно-защитных механизмов. В то время как высокие уровни BDNF и CNTF у пациентов с вибрационной болезнью, по-видимому, указывают на происходящие нейродеструктивные процессы в нервной системе.
Ключевые слова: нейротрофический фактор головного мозга, цилиарный нейротрофический фактор, рабочие, вибрация.
G.M. Bodienkova, S.I. Kurchevenko. The role of neurotrophic factors in formation of vibration disease
«East-Siberian Scientific Center of Human Ecology», Siberian Branch of the RAMS, Angarsk
The authors studied serum levels of neurotrophic factors (brain-derived neurotrophic factor BDNF and ciliary neurotrophic factor CNTF) in workers exposed to vibration (workers with long length of service and without health disorders caused by vibration, patients with occupational limbs polyneuropathy, and vibration disease patients). Findings are that occupational vibration induces increased BDNF and CNTF serum levels in all groups examined. Increased levels of neurotrophic factors at early stages of pathologic process indicate their protective action, action of compensatory protective mechanisms. However, high levels of BDNF and CNTF in vibration disease may point to neurodestructive processes in nervous system.
Key words: brain-derived neurotrophic factor, ciliary neurotrophic factor, workers, vibration.
Проблема нарушения здоровья от воздействия физических факторов, в том числе вибрационная болезнь (ВБ) и профессиональные полинейропатии сохраняет медико-социальную значимость в связи с высоким удельным весом в структуре профессиональной заболеваемости [5]. Патогенез вибрационной болезни обусловлен сложным рефлекторно развивающимся комплексом изменений в функциональном состоянии различных отделов центральной нервной системы и вегетативно-гуморальными сдвигами [1].
Известно, что нервная, иммунная и эндокринная системы работает как единый функциональный блок. Подтверждением этого являются ранние выполненные иммунологические исследования [2], которые показали изменения адаптационного характера как в клеточном, так и гуморальном звеньях иммунитета у практически здоровых лиц, работающих в условиях воздействия вибрации. У больных вибрационной болезнью установлено состояние иммуносупрессии, несостоятельность функционирования иммуноком-петентных клеток. Продолжительное угнетение иммунной системы под действием вибрации приводит к постепенному накоплению клеток костно-хрящевой, нервной и др. тканей со структурными изменениями, на которые начинают усиленно вырабатываться антитела. Раннее было показано [6], что у практически здоровых людей, работающих в контакте с локальной вибрацией со стажем до 2 лет определены аутоанти-тела к энцефалитогенному протеину в 20% случаев, у высокостажированных рабочих и рабочих с вегетативной полинейропатией конечностей аутоантитела к исследуемому показателю выявлены в 51% и 50% случаев.
Особо важным аспектом проблемы для медицины труда является отсутствие надежных методов ранней диагностики. Совершенствование диагностики, лечения вибрационной болезни и профессиональных полиневропатий идет по пути раскрытия патогенетических закономерностей и механизмов, особенно тех, которые определяют стойкость и прогредиентность данной патологии.
В настоящее время продолжается работа по поиску и обоснованию наиболее информативных биомаркеров, а также их комплексов для оценки действия вибрации на организм человека [11,12,13].
Цель исследования — выявить роль нейротро-фического фактора головного мозга и цилиарного (глиального) нейротрофического фактора в развитии вибрационной болезни у работающих.
Материал и методики. В исследование включены 72 мужчины, работающие в условиях воздействия вибрации. В ходе обследования врачами клиники ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, на основании классификационных критериях болезней и состояний, согласно МКБ 10-го пересмотра, были сформированы три группы. Первая группа — 39 стажированных работников без признаков нарушения здоровья от воздействия вибрации, средний стаж работы составил
10,11±0,65 лет, средний возраст — 36,22±1,33 лет. Это машинисты буровых станков, водители большегрузного и гусеничного автотранспорта. Вторая группа
— 13 пациентов с профессиональной полинейропати-ей конечностей от комплексного воздействия вибрации, средний стаж 15,53±1,44 года, средний возраст 39,0±2,04 лет. Это машинисты буровых станков, водители большегрузного и гусеничного автотранспорта. В третью группу вошли 19 пациентов с установленным диагнозом ВБ от воздействия локальной вибрации. Это проходчики, горнорабочие очистного забоя, сборщики-клепальщики. Возраст обследуемых лиц в третьей группе составил 49,52±1,74 лет, средний стаж работы во вредных условиях труда 25,21±1,72 лет. В контрольную группу вошли 26 здоровых мужчин, не испытывающие воздействия вышеуказанных профессиональных факторов, сопоставимые по возрасту (38,0±1,83 лет).
Концентрацию нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) в сыворотке крови определяли с помощью набора ChemiKine (USA&Canada) и сывороточную концентрацию цилиарного (глиального) нейротрофического фактора (CNTF) с помощью набора R&D Systems (Canada) методом твердофазного иммуноферментного анализа.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA 6.0 ». Для всех имеющихся выборок проверялась гипотеза нормальности распределения по критерию Шапиро — Уилкса. В случае отсутствия правильного распределения использовался непараметрический метод для попарного сравнения
— U критерий Манна — Уитни с применением поправки Бонферрони. Различия считали статистически достоверными при уровне значимости р<0,05. Результаты исследований представлены в виде значения медианы (Me), минимальных и максимальных значений.
Работа не ущемляет права и не подвергает опасности благополучие обследованных рабочих в соответствии с требованиями биомедицинской этики, утвержденными Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциацией (2000 г.). Исследования выполнены с информированного согласия пациентов в клинике института.
Результаты исследования и их обсуждение. Известно, что нейротрофины играют важную роль в регуляции развития и функционирования центральной и периферической нервной системы [9]. Одним из представителей такой группы нейротрофинов является нейротрофический фактор головного мозга BDNF (Brain-derived Neurotrophic Factor) [7, 8]. BDNF
— это белок класса цитокинов, семейства факторов роста и подсемейства нейротрофинов; выявляется в глиальных, преимущественно, нейрональных клетках. В результате проведенных исследований установлено, что уровень BDNF в сыворотке крови у лиц, контактирующих с вибрацией, повышен относительно
контрольной группы (р<0,05) (табл.). У стажиро-ванных работников без признаков нарушения здоровья от воздействия вибрации медианное значение BDNF составило 1128,82 пг/мл (в контроле 659,47 пг/мл). Разброс значений указанного показателя (шт-шах) находился в пределах от 206,26 пг/мл до 1904,05 пг/мл (в контроле от 119,95 пг/мл до 1396,97 пг/мл). В группе пациентов с профессиональной полинейропатией конечностей от комплексного воздействия вибрации уровень исследуемого показателя увеличивался до 1273,23 пг/мл, разброс значений показателя находился в пределах от 160,67 пг/мл до 2167,03 пг/мл. У пациентов с установленным диагнозом ВБ концентрация BDNF повышалась по сравнению с контролем до 1152,38 пг/мл. Вместе с тем обращает на себя внимание, что разброс значений BDNF в указанной группе составил от 613,33 пг/мл до 1380,1 пг/мл, что значительно ниже, чем в первой и второй группах. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли BDNF в регуляции функционирования ЦНС, а также существенном значении в развитии различных патологических состояний при воздействии вибрации. По литературным данным [3], основными клетками — мишенями BDNF являются холинергические нейроны базальных отделов переднего мозга, нейроны гипокампа, гранулярные клетки мозжечка, спинно-мозговые нейроны, нейроны IV и VI слоев коры головного мозга, система механоре-цепторов, нейроны вестибулярных и слуховых ядер и реснитчатого ганглия.
CNTF относится к ограниченному семейству нейропоэтических цитокинов, включающему инги-бирующий фактор лейкемии (Ь^) и онкостатин М (ОБМ) и рассматривается как ключевой фактор дифференцировки для развивающихся нейронов и глиальных клеток. CNTF обеспечивает трофику и участвует в защите поврежденных или аксоно-томированных нейронов [10]. Установлено, что у стажированных работников без признаков нарушения здоровья от воздействия вибрации, пациентов с профессиональной полинейропатией конечностей и пациентов с ВБ продукция CNTF в сыворотке крови увеличена более чем в 5 раз, что достоверно отличалось от контрольной группы (р<0,05). При
этом достоверных различий между обследуемыми группами не выявлено. CNTF с одной стороны проявляет свойства росткового фактора, индуктора нейрогенеза, способствующего нейрональной и гли-альной дифференцировке, а с другой — свидетельствует о выраженности деструкции мозговой ткани, поскольку молекулы CNTF присутствуют внутри клетки и при их разрушении оказываются во внеклеточной среде [14]. Следовательно, раннее выявление повышенных уровней CNTF может служить одним из маркеров, позволяющих проследить изменения в ЦНС. Выполненные исследования подтверждают результаты оценки показателей функционального состояния нервной ткани по результатам ЭЭГ. В обследуемых группах пациентов с профессиональной полинейропатией конечностей от комплексного воздействия вибрации и пациентов с установленным диагнозом ВБ общими признаками поражения структур головного мозга являются наличие эквивалентных дипольных источников патологической активности в лобно-центральных отделах и тала-мусе, клинически характеризующееся нарушением чувствительности (суставно-мышечного чувства, тактильного, болевого, температурного) [4].
Заключение. Установленное увеличение концентрации нейротрофических факторов (BDNF и CNTF) на ранних стадиях у стажированных рабочих без признаков нарушения здоровья от воздействия вибрации может свидетельствовать о протективном их действии, включении компенсаторно-защитных механизмов.
Повышение концентрации нейротрофических факторов у лиц с патологией свидетельствует о происходящих нейродеструктивных процессах в нервной ткани.
Определение уровней нейроспецифических факторов способствует ранней диагностике, так как значимые изменения их концентрации часто происходят раньше, чем те повреждения, которые можно выявить методами инструментального обследования. Кроме того, они могут позволить проводить оценку прогноза течения и исхода заболевания, осуществлять мониторинг лечения пациента.
Таблица
Концентрация нейротрофических факторов (BDNF, CNTF) в сыворотке крови у рабочих виброопасных профессий, Me (min-max)
Показатель, пг/мл Стажированные работники без признаков нарушения здоровья п=39 (2) Пациенты с профессиональной полинейропатией конечностей П=13 (3) Пациенты с установленным диагнозом ВБ п=19 (4) Контрольная группа n=26 (1)
BDNF 1128,82 (206,26-1904,05) 1 1273,23 (160,67-2167,03) 1 1152,38 (613,33-1380,1) 1 659,47 (119,95-1396,97)
CNTF 0,82 (0,8-0,82) 1 0,82 (0,8-0,84) 1 0,82 (0,81-0,82) 1 0,15 (0,1-0,15)
Примечание: 1 — различия по сравнению с контрольной группой статистически значимы при р<0,05.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (см. References пп. 9-14)
1. Бабанов СА., Вакурова Н.В., Азовскова Т.А. Вибрационная болезнь. Оптимизация диагностических и лечебных мероприятий. — Самара: ГБОУ ВПО СамГМУ: Офорт, 2012.
2. Бодиенкова Г.М., Иванская Т.И., Лизарев А.В. // Мед. труда. — 2006. — №49 (3).- С 72-77.
3. Гомазков О.А. Нейропептиды и ростовые факторы мозга. — М., 2002.
4. Катаманова Е.В., Бичев С.С., Нурбаева Д.Ж. // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. — 2012. — № 1 (83). — С 32-36.
5. Несина И.А., Ефремов А.В., Шпагина Л.А. др.// Здравоохранение Сибири: вестн. межрегиональной ассоциации. — 2004. — № 1. — С. 51-53.
6. Рукавишников В.С., Бодиенкова Г.М., Боклаженко Е.В., Кротова О.Н. // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. — 2010. — № 4. — С 51-53.
7. Сахарнова Т.А., Ведунова М.В., Мухина И.В. Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и его роль в функционировании центральной нервной системы. — Издание: Нейрохимия, 2012.
8. Швейкина В.Б. Современная педиатрия .- 2011. —
№2 (36). — С.74-80. REFERENCES
1. Babanov S.A., Vakurova N.V., Azovskova T.A. Vibration disease. Optimization of diagnostic and therapeutic measures. Samara: GBOU VPO SamGMU: Ofort. 2012 (in Russian).
2. Bodienkova G.M., Ivanskaya T.I., Lizarev A.V. // Industrial medicine. 2006; 49 (3): 72-77 (in Russian).
3. Gomazkov OA. Neuropeptides and brain growth factors. Moscow; 2002 (in Russian).
4. Katamanova E.V., Bichev S.S., Nurbayeva D.Zh. // Byull. VSNTS SO RAMN. 2012; 1 (83): 32-36 (in Russian).
5. Nesina I.A., Efremov A.V., Shpagina L.A. et al. // Zdravookhraneniye Sibiri: vestn. mezhregional'noi assotsiatsii.
2004; 1: 51-53 (in Russian).
6. Rukavishnikov V.S., Bodienkova G.M., Boklazhenko E.V., Krotova O.N. // Byulleten' VSNTS SO RAMN. 2010; 4: 51-53 (in Russian).
7. Sakharnova T.A., Vedunova M.V., Mukhina I.V. Neurotrophic brain factor (BDNF) and its role in central nervous system functioning. Izdaniye: Neirokhimiya. 2012 (in Russian).
8. Shveykina V.B. Sovremennaya pediatriya. 2011; 2 (36): 74-80 (in Russian).
9. Castren E. Molecular Neurobiol. — 2004. — Vol. 29. — P. 289-300.
10. Negro A. et al. // J. Neurochem. — 1994. — Vol.19 (2). — P. 223-227.
11. Malyutina N.N., Gogoleva O.I. Mel'man I.V. Patent RF №.2154991. 1997.
12. Mamounas L.A., Altar C.A., Blue M.E. et al.//J. Neurosci. — 2000. — Vol. 20. — № 2. — P. 771-782.
13. Sun X., Zhou H., Luo X., Li S., Yu D. et al. // Int J Devl Neuroscience. — 2008. — Vol. 26. — P. 363-370.
14. Wu Q., Zhang M, Song B.W. // Chin. Med. J.-2007. — Vol. 20. — № 20. — P.1825-1829.
Поступила 06.03.2014 СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Бодиенкова Галина Михайловна,
зав. лабораторией иммунологии ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, д-р мед. наук, проф. Е-mail: immun11@yandex. Курчевенко Светлана Ивановна,
науч. сотр. лаборатории иммунологии ФГБУ «ВСНЦ ЭЧ» СО РАМН, канд. мед. наук.
УДК: 612.014.45:591.48
В.А. Панков1,2, Е.В. Катаманова1, М.В. Кулешова1, Е.А. Титов 1, Н.В. Картапольцева1,
Н.Л. Якимова1, А.В. Лизарев1
ДИНАМИКА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У БЕЛЫХ КРЫС ПРИ ВИБРАЦИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
1ФГБУ «Восточно-Сибирский научный центр экологии человека» СО РАМН, Ангарск; 2ГБОУ ДПО Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования
Минздрава России, Иркутск
Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке воздействия вибрации на организм белых крыс.
Показана динамика развивающихся морфологических нарушений в тканях головного мозга опытных животных, подвергавшихся воздействию вибрации. Воздействие вибрации на организм белых крыс в течение 15 дней ежедневно по 4 часа приводит к развитию астроглиоза — компенсаторного процесса, развивающегося в ответ на повреждение ткани головного мозга; в течение 1 месяца — к морфологическим изменениям ткани головного мозга, проявляющимся
